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大连|大连光源揭示星际物质硫分子的直接来源

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硫化物的产生与演化是行星形成和生命起源的重要线索 。 自20世纪80年代以来 ， 国际紫外线探测器卫星在多颗彗星上观测到亚硫化碳（CS）和硫分子（S2） 。 研究人员普遍认为 ， CS和S2是由二硫化碳（CS2）光解离产生的 ， 但在星际从未观测到过CS2 。 长久以来 ， 人类对CS2的解离机理并不清楚 ， 在实验室观测S2也是科研难题 。
中科院大连化物所分子反应动力学国家重点实验室、大连光源科学研究室研究员袁开军团队 ， 与中国科学技术大学教授王兴安合作 ， 利用自主研发的基于大连相干光源（以下简称大连光源）的离子成像实验装置 ， 首次在CS2的光解离中观测到碳原子和硫分子（C+S2）的产物通道 ， 为天文观测到的星际物质S2的直接来源提供了实验证据 ， 有望为天文观测提供更多相关依据以及观测方法 。 相关研究成果1月中旬发表在《物理化学快报》上 。
袁开军介绍 ， 典型的三原子分子ABC光解离 ， 通常断裂A—B或B—C之间的化学键 ， 作为中间桥梁的“—B—”化学键断裂往往需要更高能量 。 为此 ， 研究人员让大连光源输出能量更高的光子照射CS2 ， 并借助离子速度成像装置观察照射后产生的碳原子产物 。
研究人员发现 ， CS2直接解离产生C+S2的产物通道 ， 同时获得了具有振动量子态分辨的电子基态和电子激发态产物S2 。 结合理论计算发现该过程的解离机理 ， 即电子激发态的CS2经历异构化过程 ， 硫原子从直线型（S-C-S）分子逐渐绕到另一边生成直线型（S-S-C）分子 ， 再解离产生C和S2 。 该研究推测 ， 星际中的S2可能直接来源于CS2分子的辐射解离 。
【大连|大连光源揭示星际物质硫分子的直接来源】袁开军说：“结合此前的研究发现羰基硫化物（OCS）分子解离可以生成碳原子和氧化亚硫（C+SO）的产物通道 ， 研究人员推测三原子分子ABC解离的产物通道除了A+BC、C+AB ， 还有B+AC ， 这个通道应该是普遍存在的 ， 这为天文观测提供了更多的观测方法 。 ”

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